DQZHAN訊：眾說(shuō)紛紜的微電網(wǎng)

近期，微電網(wǎng)發(fā)展很快，關(guān)注的人也非常多。但是，如果你問(wèn)一個(gè)人， “什么是微電網(wǎng)?”，即便是搞微電網(wǎng)行業(yè)的人，恐怕會(huì)得到五花八門的答案。時(shí)至今日，國(guó)內(nèi)外也還沒有一個(gè)清晰的標(biāo)準(zhǔn)的通用的微電網(wǎng)定義。政府部門是怎么看的?科研機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)公司、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理單位的觀點(diǎn)是什么?眾說(shuō)紛紜，這恰恰說(shuō)明微電網(wǎng)正處于快速發(fā)展的階段。

*近本人有幸參加了一些有關(guān)工作，包括微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的審核，微電網(wǎng)重大項(xiàng)目的可研匯報(bào)，微電網(wǎng)的學(xué)術(shù)會(huì)議，更感覺到對(duì)微電網(wǎng)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)的重要性，它會(huì)直接影響到政府政策、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，投資人的決策，項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施，及今后的運(yùn)營(yíng)管理。

下面對(duì)現(xiàn)在流行的各種觀點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比，以期拋磚引玉，促進(jìn)微電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。

首先，看微電網(wǎng)的概念提出者美國(guó)的微電網(wǎng)定義：

CERTS(Consortiumfor ElectricReliability Technology Solutions)合作組織由美國(guó)的電力集團(tuán)、伯克利勞倫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等研究機(jī)構(gòu)組成的，在美國(guó)能源部和加州能源委員會(huì)等資助下，對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)開展了專門的研究。

CERTS定義的微電網(wǎng)基本概念：這是一種負(fù)荷和微電源的集合。該微電源在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)提供電力和熱力的方式運(yùn)行，這些微電源中的大多數(shù)必須是電力電子型的，并提供所要求的靈活性，以確保能以一個(gè)集成系統(tǒng)運(yùn)行，其控制的靈活性使微電網(wǎng)能作為大電力系統(tǒng)的一個(gè)受控單元，以適應(yīng)當(dāng)?shù)刎?fù)荷對(duì)可靠性和**性的要求。

CERTS定義的微電網(wǎng)提出了一種與以前完全不同的分布式電源接入系統(tǒng)的新方法。傳統(tǒng)的方法在考慮分布式電源接入系統(tǒng)時(shí)，著重在分布式電源對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。按傳統(tǒng)方法當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，要確保聯(lián)網(wǎng)的分布式電源自動(dòng)停運(yùn)，以免對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響。而CERTS定義的微電網(wǎng)要設(shè)計(jì)成當(dāng)主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)微電網(wǎng)與主電網(wǎng)無(wú)縫解列或成孤島運(yùn)行，一旦故障去除后便可與主電網(wǎng)重新連接。這種微電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是它在與之相連的配電系統(tǒng)中被視為一個(gè)自控型實(shí)體，保證重要用戶電力供應(yīng)的不間斷，提高供電的可靠性，減少饋線損耗，對(duì)當(dāng)?shù)仉妷浩鹬С趾托Ｕ饔?。因此，微電網(wǎng)不但避免了傳統(tǒng)的分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)的一些負(fù)面影響，還能對(duì)微電網(wǎng)接入點(diǎn)的配電網(wǎng)起一定的支持作用。

編者述評(píng)：

美國(guó)微電網(wǎng)的定義是很理想的，歐洲、日本的定義受美國(guó)影響，也比較相似。但是我們?cè)趯?shí)踐中感覺到，這在中國(guó)不太適用。一個(gè)很重要的原因是“美國(guó)微電網(wǎng)是建立在數(shù)量眾多的分布式天然氣熱電聯(lián)供的基礎(chǔ)之上?！保袊?guó)發(fā)展類似的分布式熱電聯(lián)供是相當(dāng)困難的，因?yàn)橹袊?guó)的天然氣價(jià)格約是美國(guó)的3倍，直接造成燃?xì)獍l(fā)電經(jīng)濟(jì)上不可行。中國(guó)的分布式發(fā)電比較可行的還是光伏，因此，中國(guó)的微電網(wǎng)必須面對(duì)可調(diào)性很差的光伏發(fā)電，建設(shè)難度大大增加。但美國(guó)定義，對(duì)于微電網(wǎng)與單純分布式發(fā)電的區(qū)分，還是很有意義的，表明了微電網(wǎng)的控制調(diào)節(jié)、保證負(fù)荷不間斷供電的重要作用。

其次，再看我國(guó)*新的微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義

據(jù)GB《微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》-征求意見稿：

“微電網(wǎng)(microgrid )由分布式發(fā)電、用電負(fù)荷、監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置等組成(必要時(shí)含儲(chǔ)能裝置)，是一個(gè)能夠基本實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電力電量平衡的小型供電網(wǎng)絡(luò)。微電網(wǎng)分為并網(wǎng)型微電網(wǎng)和獨(dú)立型微電網(wǎng)。”

編者述評(píng)：

可以說(shuō)這個(gè)定義不盡如人意，其中有幾個(gè)問(wèn)題值得商榷：

1)微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部電力、電量的平衡嗎?

如前所述，中國(guó)的微電網(wǎng)沒有條件依賴于分布式燃?xì)鉄犭娐?lián)供來(lái)做支撐，主要靠光伏作為微能源，光伏無(wú)論在功率上、還是電量上都難于獨(dú)立滿足微電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷需求，如果非要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部平衡，則需要配置大量的儲(chǔ)能，微電網(wǎng)系統(tǒng)造價(jià)勢(shì)必大幅上升，經(jīng)濟(jì)性下降，從而項(xiàng)目不具有可行性。

因此，對(duì)于并網(wǎng)型微電網(wǎng)，與大電網(wǎng)交換功率是難以避免的，不能太強(qiáng)調(diào)自發(fā)自用，不能設(shè)置太低的交換功率、交換電量的指標(biāo)，自己把自己的手腳綁住，這也會(huì)誤導(dǎo)政府有關(guān)部門。并網(wǎng)型微電網(wǎng)更應(yīng)該發(fā)揮對(duì)接入的微電源的調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)友好并網(wǎng)，與大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。有人說(shuō)，你的微電網(wǎng)上送功率、上送電量太多了，是變相的分布式發(fā)電，這種說(shuō)法是不正確的，對(duì)微電網(wǎng)的作用認(rèn)識(shí)有偏頗，也不利于微電網(wǎng)的健康發(fā)展。

對(duì)于獨(dú)立微電網(wǎng)，一般是島嶼、邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)，則微電網(wǎng)必須實(shí)現(xiàn)自身的電力及電量的平衡，除了接入風(fēng)光可再生能源發(fā)電外，一般都要配置較大的儲(chǔ)能;同時(shí)與柴油機(jī)發(fā)電相配合也是切實(shí)可行的方案。由于應(yīng)用場(chǎng)景特殊，獨(dú)立型微電網(wǎng)造價(jià)較高還是可以被接受的，因?yàn)榕c單純的柴油發(fā)電相比，發(fā)電成本還是下降的。

2)“由分布式發(fā)電、用電負(fù)荷、監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置等組成(必要時(shí)含儲(chǔ)能裝置)”，這幾個(gè)組成部分說(shuō)的明顯不是同一層次的東西。根據(jù)電力系統(tǒng)的定義：“電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)?！保娋W(wǎng)的定義：“電網(wǎng)是在電力系統(tǒng)中，聯(lián)系發(fā)電和用電的設(shè)施和設(shè)備的統(tǒng)稱?！?/p>

因此，微電網(wǎng)也應(yīng)該按照發(fā)電、配電、用電來(lái)劃分，準(zhǔn)確來(lái)講應(yīng)稱為微電力。“監(jiān)控、保護(hù)和自動(dòng)化裝置”應(yīng)作為其智能控制系統(tǒng)部分，包含在微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)中，不能與分布式發(fā)電、用電負(fù)荷相并列。配電系統(tǒng)中還包括開關(guān)、刀閘、計(jì)量、通信等，也不需一一寫明。

3)“(必要時(shí)含儲(chǔ)能裝置)”

微電網(wǎng)可以不含儲(chǔ)能嗎?

沒有儲(chǔ)能，如何獨(dú)立運(yùn)行?如何平穩(wěn)接入不穩(wěn)定的可再生能源發(fā)電?

調(diào)節(jié)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)該是微電網(wǎng)的必要組成部分。

4)該定義沒有說(shuō)明微電網(wǎng)的兩個(gè)本質(zhì)特征：一是能夠獨(dú)立運(yùn)行，二是至少接入一種可再生分布式發(fā)電。

作為國(guó)標(biāo)的《微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，直接影響相關(guān)的測(cè)試、調(diào)試、驗(yàn)收規(guī)范，應(yīng)該慎重。

第三，我們?cè)倏幢容^通俗的百度微電網(wǎng)詞條：

“微電網(wǎng)(Micro-Grid)也譯為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)靜態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。 開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過(guò)渡?！?/p>

編者述評(píng)：

作為比較開放式的網(wǎng)絡(luò)上的定義，該定義內(nèi)容豐富而龐雜，面面俱到而堆砌各種概念，但明顯不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

別的不說(shuō)，其中的微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的連接不一定通過(guò)靜態(tài)開關(guān)，靜態(tài)開關(guān)還有抗沖擊能力差、功耗高、成本高的缺點(diǎn)，做科研還可以，不能應(yīng)用到實(shí)際的運(yùn)行系統(tǒng)中。

“。。。是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過(guò)渡。”，不知所云。。。

綜上所述，微電網(wǎng)論壇提出如下觀點(diǎn)，請(qǐng)大家討論、批評(píng)、指正：

微電網(wǎng)(Micro Grid)：是指接有分布式電源的智能小型電力系統(tǒng)，一般包括微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能、變配電及控制系統(tǒng)等組成部分，可與大電網(wǎng)并網(wǎng)或離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。

微電網(wǎng)分為并網(wǎng)型和獨(dú)立型兩種，獨(dú)立型微電網(wǎng)不依賴外部電網(wǎng)，自身可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電力、電量的平衡;并網(wǎng)型微電網(wǎng)平時(shí)與上級(jí)電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，特殊情況下也可以離網(wǎng)運(yùn)行，離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)可維持所有或部分重要用電負(fù)荷的供電。

微電網(wǎng)還可分為交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)、交直流混合微電網(wǎng)。

微電網(wǎng)是隨著新能源(特別是分布式可再生能源)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的，微電網(wǎng)可對(duì)接入的可再生能源發(fā)電起到重要的調(diào)節(jié)作用，減少波動(dòng)，提高電能質(zhì)量，以促進(jìn)可再生能源發(fā)電的高比例接入電網(wǎng)。

微電網(wǎng)的兩個(gè)重要特征是：1)可獨(dú)立運(yùn)行;2)至少接入一種分布式可再生能源發(fā)電。

目前，微電網(wǎng)正向著更大規(guī)模、更高電壓等級(jí)、交直流混合的方向發(fā)展。

可參考下述電網(wǎng)定義、電力系統(tǒng)定義(非常清晰、簡(jiǎn)潔)：

電網(wǎng)定義(Power Grid)：

電網(wǎng)是在電力系統(tǒng)中，聯(lián)系發(fā)電和用電的設(shè)施和設(shè)備的統(tǒng)稱。

電網(wǎng)屬于輸送和分配電能的中間環(huán)節(jié)，它主要由聯(lián)結(jié)成網(wǎng)的送電線路、變電所、配電所和配電線路組成。 通常把由輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體，稱為電力網(wǎng)，簡(jiǎn)稱電網(wǎng)。

電力系統(tǒng)定義(Power System)：

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得**、經(jīng)濟(jì)、上等的電能。